Одиниці виміру з давнини до наших днів
Химия

Одиниці виміру з давнини до наших днів


З давніх-давен люди стикалися з необхідністю визначати відстані, довжини предметів, час, площі, обсяги і т.д.

Вимірювання були потрібні і в будівництві, і в торгівлі, і в астрономії, практично в будь-якій сфері життя. Дуже велика точність вимірювань була потрібна при будівництві єгипетських пірамід.

clip_image001

Рис. 0

Значення вимірів зростало з розвитком суспільства і, зокрема, з розвитком науки. А щоб вимірювати, необхідно було вигадати одиниці різних фізичних величин. Згадаймо, як написано в підручнику: «Виміряти якусь величину — це означає порівняти її з однорідною величиною, прийнятою за одиницю цієї величини».

Метою моєї роботи було з’ясувати: які існували та існують зараз одиниці довжини та маси, яке їхнє походження?

Вершок, лікоть та інші одиниці.

Виміряй все доступне виміру і роби не доступне виміру доступним”.
Г.Галілей

Найдавнішими одиницями були суб’єктивні одиниці. Так, наприклад, моряки вимірювали шлях трубками, тобто відстанню, яка проходить судно за час, поки моряк викурить трубку. В Іспанії схожою одиницею була сигара, в Японії — кінський черевик, тобто шлях, який проходив кінь, поки не зноситься прив’язана до її копит солом’яна підошва, що заміняла підкову.

У програмі Олімпійських ігор Стародавньої Еллади був біг на стадію. Встановлено, що грецька стадія (або стадій) це довжина стадіону в Олімпії – 192,27 м. Стадій дорівнює відстані, яку людина проходить спокійним кроком за час від появи першого променя сонця, при його сході, до моменту, коли диск сонця цілком виявиться над горизонтом. Цей час приблизно дорівнює двом хвилинам.

Стадій як одиниця виміру відстаней був і у римлян (185 см), і у вавилонян (близько 195 см), і у єгиптян (195 см).

У Сибіру у давнину вживалася міра відстаней – бука. Це відстань, де людина перестає бачити роздільно роги бика.

У багатьох народів визначення відстані використовувалася одиниця довжини стрілу – дальність польоту стріли. Наші висловлювання «не підпускати на рушничний постріл», пізніше «на гарматний постріл» — нагадують про подібні одиниці довжини.

Стародавні римляни відстані вимірювали кроками чи подвійними кроками (крок лівою ногою, крок правою). Тисяча подвійних кроків складала милю (лат. «Мілле» — тисяча).

Довжину мотузки чи тканини незручно вимірювати кроками чи стадіями. Для цього виявилися придатними одиниці, що зустрічаються у багатьох народів, ототожнювані з назвами частин людського тіла. Лікоть – відстань від кінця пальців до ліктьового суглоба.

clip_image002clip_image003

Рис. 1 Мал. 2

Мірою довжини для тканин, мотузок тощо. намотуваних матеріалів у багатьох народів був подвійний лікоть. Цим заходом ми і зараз користуємося для оцінки довжини.

На Русі довгий час як одиниця довжини використовували аршин (приблизно 71 см). Цей захід виник при торгівлі зі східними країнами (перс, “арш” – лікоть). Численні висловлювання: «Наче аршин проковтнув», «Мірити на свій аршин» та інші — свідчать про її поширення.

Для вимірювання менших довжин застосовували п’ядь – відстань між кінцями розставлених великого та вказівного пальців.

clip_image004

Рис. 3

Пядь або, як її ще називали, чверть (18 см) становила 1/4 аршина, а 1/16 аршина дорівнював вершок (4,4 см).

Дуже поширеною одиницею довжини була сажень. Вперше згадка про неї зустрічається у ХІ ст. З 1554 сажень встановлюють рівною 3 аршин (2,13 м) і вона отримує назву царської (або орленої, друкованої) на відміну від довільних — маховий і косий. Махова сажень – розмах рук – дорівнює приблизно 2,5 аршин. Рибалка, який показує, яку велику рибу він упустив, демонструє нам махову.

clip_image005

Рис. 4

Коса сажень — відстань від кінця витягнутої вгору правої руки до носка лівої ноги, вона приблизно дорівнює 3,25 аршин.

clip_image006

Рис. 5

Згадаймо, як у казках про велетнів: «Коса сажень у плечах». Дивно збіг давньоримської міри довжини — «архітектурної тростини» і давньоруської косої сажні: 248 см. Мається на увазі сажень «з ноги на руку коса, від землі і до землі». Цю сажень визначали довжиною мотузки, один кінець якої притискався ногою до землі, а інший перекидався через зігнуту в лікті руку людини, що стоїть, і опускався знову до землі.

При додаванні згаданої вище косої сажні вчетверо отримуємо «литовський лікоть» (62 см).

У країнах Західної Європи здавна застосовували як одиниці дюйм (2,54 см) –довжину суглоба великого пальця (від голл. “дюйм” – великий палець) та фут (30 см) – середня довжина ступні людини (від англ. “фут”) – ступня).

clip_image007clip_image008

Рис. 6 Мал. 7

Лікоть, вершок, п’ядь, сажень, дюйм, фут і т. д. дуже зручні при вимірах, оскільки вони завжди під руками. Але одиниці довжини, що відповідають частинам людського тіла, мають великий недолік: у різних людей пальці, ступні і т. д. мають різну довжину. Щоб позбутися свавілля, у XIV ст. суб’єктивні одиниці починають замінювати набором об’єктивних одиниць. Так, наприклад, в 1324 в Англії був встановлений законний дюйм, рівний довжині трьох приставлених один до одного ячмінних зерен, витягнутих із середньої частини колоса. Фут визначили як середню довжину ступні шістнадцяти чоловік, що виходять із церкви, тобто обміром випадкових людей прагнули отримати більш постійне значення одиниці – середню довжину ступні.

clip_image009

Рис. 8

clip_image010

Яку величину ми визначаємо, зважуючи тіло на важелях?

Який народ і коли винайшов важелі ваги – невідомо. Можливо, що це було зроблено багатьма народами незалежно один від одного, а простота використання спричинила їх широке поширення.

clip_image011

Рис. 9

При зважуванні на важелях на одну чашку кладуть тіло, що зважується, на іншу — гирі. Гірі підбирають так, щоб встановити рівновагу. При цьому врівноважуються маси тіла, що зважується, і гир. Якщо врівноважені ваги перенести, наприклад, на Місяць, де вага тіла менша, ніж на Землі, в 6 разів, рівновага не порушиться, оскільки вага і тіла, і гир на Місяці зменшився в однакове число разів, а маса залишилася незмінною.

Отже, зважуючи тіло на важелях, ми визначаємо його масу, а не вагу.

Одиниці маси, як і одиниці довжини, спочатку встановлювалися за природними зразками. Найчастіше за масою якогось насіння. Так, наприклад, масу дорогоцінного каміння визначали і досі визначають у каратах (0,2 г) – це маса насіння одного з видів бобів.

clip_image012

Рис. 10

Пізніше за одиницю маси стали приймати масу води, що наповнює посудину певної місткості. Наприклад, у Стародавньому Вавилоні за одиницю маси приймали талант — масу води, що наповнює таку посудину, з якої вода поступово витікає через отвір певного розміру протягом однієї години.

По масі зерен чи води виготовляли металеві гирі різної маси. Ними користувалися під час зважування.

Гірі, що служили еталоном (зразком), зберігалися у храмах чи урядових установах.

На Русі найдавнішою одиницею маси була гривня (409,5 г). Існує припущення, що ця одиниця завезена до нас зі Сходу. Згодом вона одержала назву фунта. Для визначення великих мас використовувався пуд (16,38 кг), а малих золотник (12,8 г).

У 1791 р. мови у Франції було прийнято рішення створити десяткову метричну систему заходів. Основними величинами у цій системі були обрані довжина та маса.

Комісія, до якої входили найбільші французькі вчені, запропонувала прийняти за одиницю довжини 1/40000000 частину довжини земного меридіана, що проходить через Париж. Виміряти довжину меридіана було доручено астрономам Мешен і Деламбер. Робота тривала шість років. Вчені виміряли частину довжини меридіана, розташовану між містами Дюнкерком та Барселоною, а потім вирахували повну довжину чверті меридіана від полюса до екватора.

clip_image013

Рис. 11

На підставі їх даних із платини було виготовлено зразок нової одиниці. Цю одиницю назвали метром — від грецького слова «метрон», що означає «захід».

clip_image014

Рис. 12

За одиницю маси була прийнята маса одного кубічного дециметра дистильованої води при температурі її найбільшої щільності 4°С, що визначається зважуванням у вакуумі. Було виготовлено зразок цієї одиниці, названої кілограмом, як платинового циліндра

У 1869 р. Петербурзька академія наук звернулася до наукових установ усього світу із закликом зробити запропоновану французькими вченими десяткову метричну систему заходів міжнародної. У цьому вся зверненні йшлося й у тому, що “досягнення науки сприяли необхідності відмовитися від попереднього визначення метра як 1/40000000 частки чверті довжини паризького меридіана, оскільки пізніші точні вимірювання меридіана давали інші результати”. Крім того, стало відомо, що довжина меридіана згодом змінюється. Але оскільки немислимо було після кожного виміру меридіана змінювати довжину метра, то Петербурзька академія наук запропонувала прийняти метр, що зберігався у французькому архіві (архівний метр), за прототип – перший зразок і виготовити з нього можливо точні та стійкі копії для різних країн, зробивши цим метричну систему заходів міжнародної.

Коли ж було запроваджено метричну систему заходів у нашій країні? Передові російські вчені, які багато зробили для того, щоб метрична система заходів стала міжнародною, не змогли подолати опору царського уряду запровадження метричної системи заходів у нашій країні. Вдалося домогтися лише те, що у 1899 р. було прийнято закон, підготовлений Д. І. Менделєєвим, яким нарівні з російськими заходами “дозволялося застосовувати у Росії міжнародний метр і кілограм”, і навіть кратні їм одиниці – грам, сантиметр та інших.

Питання використання метричної системи заходів у Росії остаточно вирішено після Великої Жовтневої соціалістичної революції. 14 вересня 1918 р. Радою Народних Комісарів РРФСР було видано постанову, у якому говорилося: “Покласти основою всіх вимірів міжнародну метричну систему заходів і терезів з десятковими підрозділами і похідними”.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *